Королева новой колонки
Бензин дорожает вслед за нефтью. Что неудивительно, ведь согласно данным статистического отчета BP, доказанных нефтяных запасов на планете осталось всего на 41 год. С другой стороны, рост мирового парка автомобилей приводит к увеличению выбросов в атмосферу вредных веществ. Все эти обстоятельства заставляют нефтедобывающие и автомобилестроительные компании искать альтернативу бензину.
Сегодня некоторые производители автомобилей пытаются использовать растущие цены на бензин в своих интересах. Так, например, концерн AdamOpel недавно провел акцию, во время которой его дилеры предлагали покупателям машин марки Opel годовую заправку на станциях компаний BP или Esso по постоянной цене – 89 центов за литр. Маркетологам совершенно определенно на руку такое положение дел, при котором практически каждый человек в той или иной степени зависит от цен на бензин, остановить рост которых ему не под силу. Вот и получается, что для автолюбителя единственный выход из захлопывающейся ценовой ловушки – искать альтернативное бензину топливо.
Газовая атака
Самое простое решение, применяемое уже не первый год как в России, так и за рубежом – газовое топливо. По энергетическим составляющим 1 кг газа соответствует 1,5 л бензина или 1,33 л дизельного топлива. Автомобили, работающие на природном газе, выбрасывают в атмосферу значительно меньше угарного и углекислого газов, оксидов азота и твердых примесей.
Газовый двигатель был изобретен еще в начале XIX века, а активно использоваться начал в 1930-х годах в СССР и Германии по причине нехватки бензина. В мире сейчас эксплуатируется более 3,4 млн автомобилей, оснащенных газовыми двигателями, для их обслуживания открыто 6800 заправок и еще 1700 находятся на стадии строительства. Серийный выпуск «газовых» автомобилей освоили такие производители, как Mercedes, BMW, Volvo, Fiat, Volkswagen, Ford.
Парк автомобилей, работающих на метане, в России, составляет 40 000 единиц, из которых более 5000 эксплуатируются в «Газпроме». Причем, за последние два года потребление газа на транспорте увеличилось вдвое. Пока газомоторное топливо покупают в основном владельцы многочисленных автомобилей российского производства и недорогих иномарок, а также для общественного транспорта, маршрутных такси, машин коммунальных служб. Однако эксперты прогнозируют, что в перспективе газ может заменить бензин едва ли не на 50%.
Развитие индивидуального автомобильного транспорта на газе сдерживают несколько факторов. Например, считается, что «газовые» автомобили требуют соблюдения более жестких мер безопасности. Обусловлено это тем, что используемые в качестве топлива газы при попадании в воздух образуют смесь, способную взрываться. К тому же внушительный вес и большие размеры баллонов при меньшем запасе хода по сравнению с бензином пока не радуют любителей «погазовать».
Биология пригодилась
Если в Европе о термине «биотопливо» слышали единицы, то в Бразилии произведенный из сахарного тростника этанол уже стал достойной альтернативой бензину. Во время нефтяного кризиса 1970-х годов этанол полностью вытеснил в этой стране бензин. А в 1984 году уже 95% новых автомобилей, изготовленных в Бразилии, использовали в качестве топлива именно этанол. Более того, биотопливо стало важной статьей бразильского экспорта в Европу, США, Японию и Китай.
Преимущества этанола налицо. На 100 км пробега мотор потребляет топлива на 2 л меньше, чем обычного бензина. При этом литр этанола стоит в Бразилии на 30% дешевле бензина, а автомобиль на «этаноловом» ходу выделяет на 80% меньше двуокиси углерода, чем опять-таки его бензиновый аналог. Правда, в Бразилии стоимость нормального бензина, соответствующего нашему АИ-92, сейчас достигает 0,76 евро, то есть почти 26 рублей. А значит, стоимость литра биотоплива составляет чуть больше 18 рублей, то есть примерно на рубль дороже нашего АИ-92. Тем не менее для бразильских водителей экономия очевидна, поэтому сейчас там более 3 млн автомобилей ездят исключительно на этаноле. Для оставшихся 17 млн автомобилей по-прежнему используют бензин, но с 20 – 24% добавкой этанола.
Если вернуться на наш континент, то можно вспомнить, что Комиссия ЕС сформулировала задачу к 2010 году заменить бензин биотопливом минимум на 6%. Значительный вклад в достижение этой цели вносят европейские нефтяные концерны. Так, BP уже 31 год работает над технологиями использования альтернативных источников энергии и инвестирует значительные средства в соответствующие исследования. Недаром на английских автозаправках рядом с зеленым логотипом компании вывешен лозунг Beyondpetroleum – «Больше, чем нефть».
Британско-голландская Shell инвестирует в альтернативные источники энергии на протяжении последних 25 лет. На севере Англии находится опытный полигон компании – CheshireInnovationPark, где составляются смеси с использованием биотоплива. С точки зрения руководства Shell, компания в состоянии увеличить долю такого топлива в своем производстве до 30 – 40%, если производители автомобильных моторов приспособятся под него.
Водородные связи
Ученые видят будущее альтернативных источников питания автомобилей в топливных элементах. Технически они представляют собой емкость, в которой происходит обмен электронами между молекулами двух газов: водорода и кислорода, в результате чего получается вода и выделяется энергия.
Водород доступен на Земле практически в неограниченных объемах, правда, в связанной форме – H2О. Для расщепления водорода и кислорода необходимо электричество. Если после расщепления водород снова соединяется с кислородом, получается взрывчатая, легковоспламеняющаяся смесь. Эту энергию можно использовать и для движения автомобиля, и для обогрева жилищ.
Поскольку литр водорода весит всего 70 граммов, то в пересчете на вес он представляет собой наиболее теплотворное топливо. И получается, что 1 кг водорода содержит в три раза больше энергии, чем бензин. Но все, разумеется, не так просто. Водород – это бесцветный газ, не имеющий ни запаха, ни вкуса. Он легче не только бензина, но и воздуха. Чтобы запас хода автомобиля с водородным двигателем был сопоставим с запасом хода автомобиля на бензине, нужно существенно повысить плотность газа. Для этого он сжимается или сжижается. Уже сегодня можно увидеть автобусы, на крышах которых размещены баки с водородом под высоким давлением. Правда, величина этих емкостей и давление в несколько сотен бар внутри них делает их применение в обычных легковых машинах непрактичным. Значит, остается сжижение.
Газообразный водород сжижается при температуре 253С ниже нуля – так его объем уменьшается до одной тысячной от объема в газообразном состоянии. Специальные емкости для сжиженного водорода позаимствованы у космической индустрии.
По мнению экспертов, массовый переход на топливные элементы должен состояться уже к 2020 году. Ведущие автомобильные фирмы активно работают над этим вопросом. Так, инженеры BMW ведут соответствующие исследования с конца 1970-х годов. Немецкая компания уже создала прототип автомобиля BMWH2R, 12-цилиндровый двигатель которого работает на водороде.
Под звездно-полосатым флагом
Альтернативная энергетика в самом солнечном штате США – Калифорнии – связывается с именем ее губернатора Арнольда Шварценеггера. Ему принадлежит идея строительства экологически чистых «водородных автострад» (hydrogenhighways) с водородными же заправками вдоль обочины. Недавно Шварценеггер представил концепцию программы вступления Калифорнии в «водородное будущее». Главной движущей силой программы должна стать некоммерческая организация CaliforniaFuelCellPartnership (CFCP), которая была создана еще в 2000 году. Тогда в нее вошли производители автомобилей, нефтедобывающие компании, министерства штата и производители топливных элементов. Срединих – Ford, General Motors, DaimlerChrysler, Honda, Huyndai, Nissan, Toyota, Volkswagen, BP, Chevron, Shell идр. По мнению руководителя подразделения DaimlerChrysler в Сакраменто Вольфганга Вайсса, сотрудничество «непримиримых конкурентов» в рамках CFCP убедит потребителей и законодателей в преимуществах новой технологии, а также позволит добиться принятия единого стандарта для топливных элементов. Следует упомянуть, что американское министерство энергетики независимо от Шварценеггера уже запланировало в ближайшие годы израсходовать на исследования в области топливных элементов не менее $130 млн.
Проявляет интерес к новым разработкам и министерство обороны США. Так, в Вашингтоне в прошлом году был представлен экспериментальный армейский автомобиль Aggressor, использующий технологию топливных элементов. Aggressor был разработан калифорнийской компанией QuantumFuelSystemsTechnologiesWorldwide совместно с Национальным автотранспортным центром, который входит в состав более крупной оборонной организации – Центра исследований и разработок в области танко- и автомобилестроения. Новый армейский автомобиль использует электродвигатель, питание которого может осуществляться от батареи топливных элементов или от бортового аккумулятора. Эти источники могут работать как вместе, так и по отдельности. Топливные элементы обеспечивают работу двигателя на небольшой мощности порядка 10 кВт (13,5 л. с.), а при подключении аккумулятора мощность вырастает до 60 кВт (80,5 л. с). Максимальная скорость Aggressor – 120 км/ч, что очень неплохо для армейской машины. При этом разгон до 60 км/ч производится всего за 4 секунды.
Российский путь
В 2003 году в России была создана некоммерческая Национальная ассоциация водородной энергетики. Именно она занимается вопросами развития водородной промышленности в нашей стране. На деле же конструированием водородного автомобиля занимается «АвтоВАЗ». Работу по созданию экологически чистой машины там начали еще в 1999 году. Модели LadaAntel 1 и LadaAntel 2 уже были представлены на нескольких автомобильных салонах. В конце сентября 2004 года совет директоров предприятия принял официальное решение о дальнейшем финансировании проекта.
В то время как практически все западные компании закупают топливные элементы у одного поставщика – канадской фирмы BallardPowerSystems, «АвтоВАЗ» организовывает производство топливных элементов в России. В настоящий момент ведется работа над третьей версией автомобиля. Согласно принятой программе развития данного проекта, в 2006 году публике будет представлен принципиально новый автомобиль на топливных элементах. С учетом прихода на «АвтоВАЗ» людей из «Рособоронэкспорта» можно предположить, что в этом году судьба «водородной» концепции будет определена окончательно. Если новые управляющие сочтут ее экономически эффективной или отвечающей потребностям обороноспособности страны, значит, деньги на нее выделены будут. В противном случае волынку никто тянуть не станет.
Немецкий мусорщик – гроза нефтяников
Самой передовой европейской страной в плане применения альтернативных источников энергии является Германия. Там биотопливо добывается не только из рапса и подсолнечника, но и из древесных отходов, и даже из мусора. Руководитель мусороперерабатывающей компании Hamos из баварского городка Пенцберг Райнер Ленлехнер в интервью германской газете VDI-Nachrichten обещает, что его фирма не будет конкурировать с нефтедобытчиками из Саудовской Аравии, а намерена решать исключительно проблемы утилизации отходов. В наполеоновских планах Hamos заподозрили не случайно. На своих установках Alphakat компания производит бензин и дизельное топливо из остатков пластиковых пакетов, пустых бутылок из-под йогурта и газированной воды.
В Германии в год утилизируется до 24,5 млн тонн мусора, из которых пластиковые отходы составляют 4 – 5 млн тонн. Если исходить из того, что самая маленькая установка по утилизации полимеров из 1500 кг мусора производит 500 л первоклассного дизельного топлива, то сравнение с саудовскими нефтяниками не кажется преувеличением. Стоимость производства 1 л такого биотоплива обходится Hamos в 15 – 23 евроцента. Производить бензин оказывается выгоднее, чем просто сжигать мусор. Ведь сжигание тонны мусора стоит в Германии не менее 200 евро.
Подписывайтесь на нас:
Еще по теме
